引黄提灌泵站信息化实施方案.ppt

引黄提灌泵站信息化建设实施方案汇报 一 泵站基本情况 郑州市引黄提灌泵站始建于1957年 到1976年全部建成 由李村站 邙山站 花园口站 东大坝站4座泵站组成 现总装机47台 11540kW 设计提水流量30m3 s 改造后总装机为42台 总功率为1 1615万kW 提水流量25 0m3 s 提灌面积25 7万亩 城市生态及环境供水21583万m3 1 1 泵站改造前后基本情况 李村站与花园口泵站阀门控制器现状照片 1 2 实施泵站信息化相关的机电设备配置表 1 3 地理位置 1 3 地理位置 李村站 东大坝站 花园口站 邙山站 地处偏僻 交通不便 郑州黄河风景区内 郑州黄河风景区内 信息管理中心 距离3km 距离30km 距离2 9km 距离18km 二 信息化主要建设内容 总体建设内容有 计算机监控系统视频监视系统通信网络 主要有骨干通信网 四座泵站现地局域网 信息中心局域网泵站调度系统工程运行管理系统数据查询与管理系统办公自动化系统等 从总体来看 郑州市引黄提灌泵站自动化工程及信息化系统是一个多级分布式系统 根据工程分布情况 整个系统由信息管理中心 各现地泵站管理分中心构成 二级系统之间通过无线网络与租用公网光纤带宽网络进行通信 3 1 主干通信网络 根据区域泵站分布情况 信息中心与邙山站地理位置在郑州黄河风景区内 李村站地处偏僻 交通通信不便 东大坝与花园口站位置较近 但都距离信息中心位置较远 并且多有城镇阻隔 因此整个引黄提灌泵站通信主干网络采用如下方法组建 信息中心与邙山站无线扩频通信 李村站与信息中心租用公网2M 2M带宽 东大坝与花园口站无线扩频通信 再租用公网2M 4M带宽与信息中心通信 三 通信网络设计 点到点无线扩频通讯结构示意图 无线局域网具有开发运营成本低 时间短 易扩展 一次建成 长期受益 组网灵活快捷等优点 可以提供54M网络带宽 3 2 现地泵站光纤环网 四 泵站计算机控制系统设计 4 1 各站主要测控对象 还有各站进水出水闸门 阀门等辅助设备 在设计过程中 各站各有侧重 4 2 现地泵站计算机监控系统构架 分为现地层与集中层 现地层结构与功能图 集中层结构图 4 3泵站计算机监控系统功能 具体设计功能 与监控主机通讯 接收上级机组开 关 停与进水闸门控制等命令 巡测各种电量和非电量参数以及设备状态 根据上级控制命令 实施自动开 关 停等操作 向上位机发送实时运行信息 数据采集 处理和系统诊断 人工键入指令 实施自动开 关 停等操作 显示各类运行参数 具有运行状态识别 故障多重保护功能 自检功能 具有以太网联网功能 现地泵站控制单元组成与功能 现地泵站控制单元有电源模块现地PLC 数据输入输出模块 人机对话设备 通信模块 温度巡检仪与温度模块 中间继电器 按钮与指示设备等器件集成 设有 远方 控制室 现地 三级管理权限切换 手动优先级最高 自动完成开 停主机机组 机组联合运行的投 切 根据内 外河水位和灌溉时间等要求推荐机组运行方式 电气设备开关合 分操作 变电所设备 泵站主机等 各种辅助设备的操作 供排水泵 阀门 风机等开 停自动操作 各种整定值和限值的设定 各种信息统计与计算与处理 与信息中心通信数据传输 现地泵站集中控制功能 现地泵站微机综合保护 具有状态监测功能 断路器工作位置信号 控制回路断线信号 隔离开关位置信号 装置本身的自检 断路器事故跳闸信号 母线接地信号 控制方式远方 就地转换信号 各种保护动作信号网络通信功能 泵站微机综合保护通过网络接入计算机控制系统 故障录波和事件记录显示功能 泵站计算机监控系统软件 1 操作系统软件 2 组态软件 设计选用与硬件厂家配套的软件 3 数据库软件数据库软件设计构架为分布式关系型数据库 并能与信息中心联网后保持数据同步 实时数据库 存放数据采集系统提供的数据 实时数据库保存每次循环采集得到的或操作人员输入的全部数据 状态和特殊的编码信息 全站参数数据库 存放包括常数 曲线和其它由程序员或操作员正常和手动输入的数据 历史数据库 用于存贮枢纽的历史数据 4 4泵站水位检测与量水 泵站水位点与量水点设置 水位计选用TheProbe超声波水位计 其技术参数如下 测量范围0 25 8m精度0 25 分辨率3mm环境温度 40 60 超声波水位计安装示意图 外夹式超声波流量计 量水选用对夹式超声波量水计 考虑到量水点众多 并且部分泵站出水管不进行改造 选用对夹式超声波量水 选用的超声波量水计参数 准确度 1 5 流速范围 0 01m s 12 0m s 信号输出模拟量 4 20mA 通信串行口 RS 485 传输速率4800bit s 传输距离小于1200m 数据存储 累计流量 累计运行时间及各项设置参数 掉电后数据可保存 五 泵站计算机视频监视系统设计 六 泵站信息管理系统设计 信息管理系统数据处理过程与系统结构图 6 1 系统结构设计 执行层 包括泵站各执行单元 传感器等设备 负责原始数据的采集和控制动作的执行 数据层 包括设备数据层和历史数据层 设备数据层数据由采集模块提供原始数据 历史数据层由商用数据库SQLServer提供数据存储和检索 功能层 主要任务提供业务数据逻辑处理 包括实时数据库 WEB服务器 历史数据库服务 表示层 提供人机界面 担负着用户与应用间的对话功能 它用于检查用户从键盘等输入的数据 显示应用输出的数据 郑州市引黄提灌泵站信息管理系统功能结构 1 安全 完整 统一 分布 科学的数据管理 2 实时数据的接收 整理及管理 3 历史数据的存储 查询和管理 4 水情 工情等其它数据的存储和管理 5 保证数据的共享 本地 异地数据的方便 快速查询 调用 6 面向目标的综合信息查询 7 为其他系统 模块提供通用数据调用接口 保证数据支持 8 数据文档能以图 文字形式输出 6 2 数据库要求 1 水文数据库水文数据库主要存储进 出水池水位 流量等数据 水位数据划分成实时水位数据表 日平均水位数据表 旬平均水位数据表 月平均水位数据表 流量数据划分成实时流量数据表 日水量数据表 旬水量数据表 月水量数据表 2 水泵机组与进水闸控数据库数据库内容包括每台电机运行的三相电压 三相电流 有功功率 无功功率 功率因数 机组振动 温度等实时参数 采集的参数有压力 辅机参数 进水池闸门状态与开度 进线断路器状态 直流屏状态参数等 控制的量有 电源送电 机组起停 闸门启闭 阀门启闭 辅机动作以及保护动作等 还有机组运行保护动作与事故记录等 3 办公管理数据库管理数据库划分成每座泵站资源情况数据表 经济情况数据表 人事档案数据表 财务情况数据表 调度情况数据表 工程建设情况数据表等 其它建筑物历史 当前状况图片 文档 视频资料 整个信息系统数据库结构分为 6 3数据库信息应用系统设计 信息管理系统应用模块结构 基于WEB的泵站远程访问与控制系统 基于WEB的泵站远程访问与控制系统是现场分控中心计算机控制功能的远程控制 信息中心调度控制人员结果授权可以通过计算机系统对泵站进行远程访问与控制 可以远程对泵站的现场测控单元实现遥测 遥信 遥控等功能 泵站远程视频集中监视系统 1 远程控制远程控制云台的上下左右转动 镜头光圈 焦距 变倍的调节 2 远程配置远程登录到各现地泵站视频录像机上 配置服务器的各项参数 如修改用户名 密码 IP地址 调节码流 远程重启等 3 多站点组屏操作员授权后可以任意组合任一站点视频或者多个站点视频信息至中心视频工作站显示与操作 4 调节码流根据实际需要设定视频服务器的输出码流大小 支持定码流和变码流 基本资料信息管理系统 基本资料信息管理系统模块结构 实现功能 数据来源有 基础特征信息 泵站的静态基本情况信息和动态年度发展变化情况信息 所属泵站工程信息 该类信息主要记录和管理水源工程 灌溉工程及相关的各种工程设施的属性信息 历史监测信息和历史运行信息 地区水情 雨情 墒情 地下水信息 该类信息主要记录和管理泵站灌溉区域内水源工程及各级渠道水情的数据信息 区域范围内的雨情 墒情及地下水信息 灌区组织机构信息 该类信息主要记录和管理由灌区管理单位直接管理的各级管理单位 部门的属性信息及岗位 人员构成情况信息 各项管理规章 人员 其它管理信息都实现计算机管理 为规范化管理提供支持 基本信息快速查询与检索 基本信息的汇总与统计 数据信息与历史信息图型化显示 未来趋势的预测与发布 为决策提供依据 提供不同区域基本数据信息比对 报表查询与打印 泵站实时运行信息管理系统 实时运行信息管理系统模块结构 1 能根据时间间隔要求及时 完整地记录下各类设备 电气 泵等 的运行参数 以便于今后统计分析和查询等 2 各类设备操作记录 如操作票等信息 并能进行统计和查询 规范各类设备的操作程序和规则 3 事故及故障统计记录 各类设备在运行过程中 出现事故 故障等情况能自动记录 或事后人工输入计算机 统一进行管理和分析 4 运行日志 各类运行日志 实现计算机管理 能实现无纸化的要求 基本功能 泵站运行调度管理系统 模型从二方面考虑 以信息中心下达的运转指令为约束条件 以能耗最小为目标函数探讨泵站最优调度问题 结合优化设计理论和计算机控制技术 实现灌溉泵站调试策略的优化方法 形成经济运行模式 取水泵站的节能运行为研究对象 合理分配灌溉泵站各个小时的流量 并确定各台泵的运行时间 从而得到泵站的经济运行方案 泵站运行优化模型设计 1 调度指令管理信息中心接收到上级部门需水通知或者泵站灌区需水请求供水调度指令后 将调度指令进行本地存储备份 发出同意开机通知下发给各泵站工作人员 泵站工作人员准备开机 然后 系统自动进行调度指令入库处理 将其存入综合数据库 供其它子系统